Igbt功率单元及具有该igbt功率单元的变流器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变流器技术领域，更具体地涉及一种适用于变流器的IGBT功率单元 及具有该IGBT功率单元的变流器。
【背景技术】
[0002] 在变流器技术领域中，为了方便安装与维护检修，模块化的IGBT功率单元得到了 广泛的重视与应用。集成了散热模块、IGBT、支撑电容、叠层母排以及相关驱动与控制模块 的功率单元，具有很好的互换性，安装相对简捷，能较好地满足轨道交通行业高功率、高性 能和高可靠性的要求。但在众多的模块化设计产品中，设计人员往往侧重的是功率单元内 部器件的布置，而对单元与外部的接口考虑不多；或者虽然有所考虑，但也只是针对某个变 流器产品来设计。这样带来的结果就是一些功率单元只能按一个方向安装，而一些单元虽 然能改变安装方向，却因为接线端子的位置不合理而造成接线困难，需要在变流器产品中 留出更多的空间来接线。这就限制了功率单元的使用范围，也就是说这类功率单元具有互 换性但缺少通用性，只能安装到某个具体的变流器产品上。在设计新的变流器产品时，这些 功率单元很难直接利用，一般需要更改接口设计甚至全盘重新设计，这无疑会加大设计工 作量、延长产品设计周期、增加企业仓储成本，并最终影响企业的竞争力。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种通用性较强的IGBT功率单元。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种IGBT功率单元，适用于变流器中，所述 IGBT功率单元包括由后往前设置的散热器模块、IGBT模块、叠层母排、直流支撑电容及控 制盒，而且还包括两个直流接口铜排和四个交流接口铜排，两个所述直流接口铜排设置于 所述直流支撑电容的左侧且大体上相对于所述IGBT功率单元的横向中心线上下对称分 布，四个所述交流接口铜排设置于所述直流支撑电容的右侧，且也大体上相对于所述横向 中心线上下对称分布。
[0005]其进一步技术方案为：所述叠层母排包括主体部，该主体部平铺于所述IGBT模块 和所述直流支撑电容之间；所述主体部的左端向前侧弯折延伸出来而形成中间段，该中间 段与所述直流支撑电容连接；所述中间段的前端向左侧弯折延伸出来而形成所述直流接口 铜排，该直流接口铜排位于整个IGBT功率单元中的前侧。
[0006] 其进一步技术方案为：所述交流接口铜排包括后端部，该后端部通过一交流引出 铜排与所述IGBT模块相连；所述后端部的左端向前侧弯折延伸出来而形成中间端部，从该 中间端部的前端向右侧弯折延伸出来而形成前端部，该前端部位于整个IGBT功率单元中 的前侧。
[0007]其进一步技术方案为：多个所述IGBT模块平铺在所述散热器模块上，所述直流支 撑电容的上下两侧均设置有IGBT驱动板以驱动所述IGBT模块。
[0008] 其进一步技术方案为：所述IGBT功率单元还包括多个传感器模块，所述多个传感 器模块设置于所述直流支撑电容的右侧，所述传感器模块穿设于至少一个所述交流接口铜 排上。
[0009] 同时，本发明还提供一种变流器，其包括箱体及安装于所述箱体上的IGBT功率单 元，其中，IGBT功率单元采用上述IGBT功率单元。
[0010] 其进一步技术方案为：所述IGBT功率单元通过一固定装置固定到所述箱体上，所 述固定装置包括有预先固定于所述IGBT功率单元上的固定座、弹性胶圈、螺栓及与所述螺 栓配套的螺母，所述固定座内部设有台阶孔，该台阶孔包括第一通孔及与该第一通孔连通 的第二通孔，所述第一通孔的孔径小于所述第二通孔的孔径，所述螺栓的螺帽的外径大于 所述第一通孔的内径；所述弹性胶圈置于所述第二通孔内且其内径小于所述螺杆的外径； 所述螺栓的螺杆依次贯穿所述台阶孔的第一通孔和第二通孔及箱体后螺合于螺母上，所述 弹性胶圈套于所述螺杆上而与所述螺杆过盈配合。
[0011] 其进一步技术方案为：所述固定装置还包括第一垫圈，所述台阶孔还包括第三通 孔，所述第二通孔位于所述第一通孔和第三通孔之间，所述第一垫圈套于所述螺栓上且置 于所述第三通孔内，所述第一垫圈的内径小于所述功率单元上的对应安装孔的孔径且与所 述螺栓相配套。
[0012] 其进一步技术方案为：所述固定座通过紧固件、胶接、焊接或铆接的方式固定在所 述散热器模块上。
[0013] 其进一步技术方案为：所述固定座上形成有两凹陷区，每个所述凹陷区内设有一 紧固件，所述固定座通过两所述紧固件固定在所述散热器模块上。
[0014] 与现有技术相比，在本发明IGBT功率单元中，由于将交流接口铜排和直流接口铜 排的布局进行特殊设计，使其两者分别位于IGBT功率单元中的左右两侧且相对于IGBT功 率单元的横向中心线大致对称设置，基于该近似对称化的设计，本发明的IGBT功率单元在 安装时可以进行左右对调，具有较强的通用性，可直接应用于不同变流器产品中，从而可减 少功率单元的种类和数量，减轻企业仓储成本，减少产品设计中的重复工作，带来良好的经 济效益。
[0015] 通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明 的实施例。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明IGBT功率单元一实施例的立体图；
[0017] 图2是图1所示IGBT功率单元另一角度的立体图；
[0018] 图3是图1所示IGBT功率单元主视图；
[0019] 图4是图1所示IGBT功率单元仰视图；
[0020] 图5展示了本发明IGBT功率单元中固定装置的分解立体结构；
[0021] 图6和图7展示了本发明IGBT功率单元中固定装置的不同使用状态。
【具体实施方式】
[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描 述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部 分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出 创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023] 图1至图5展示了本发明IGBT功率单元的一实施例，其适用于变流器（图未示） 中。参照图1至图5,本实施例的IGBT功率单元10包括散热器模块11、IGBT模块12、叠层 母排13、直流支撑电容14、控制盒15、两直流接口铜排16以及四个交流接口铜排17。所述 散热器模块11、IGBT模块12、叠层母排13、直流支撑电容14以及控制盒15由后至前依次 设置，也即，所述散热器模块11位于整个IGBT功率单元10中的最后方，所述控制盒15位 于整个IGBT功率单元10中的最前方。两所述直流接口铜排16设置于所述直流支撑电容 14的左侧且大体上相对于所述IGBT功率单元10的横向中心线X上下对称分布，四个所述 交流接口铜排17设置于所述直流支撑电容14的右侧，且也大体上相对于所述横向中心线 X上下对称分布。基于上述直流接口铜排16和交流接口铜排17大体上相对于所述横向中 心线X上下对称的布局设计，本实施例的IGBT功率单元10具有较好的通用性，其能适应不 同的进出线接口方式。例如，基于图1所示的IGBT功率单元10所在位置，当变流器内的直 流接口和交流接口是左右布置而刚好分别对应于IGBT功率单元10上的直流接口铜排16 和交流接口铜排17,此时，可方便地将IGBT功率单元10上的直流接口铜排16与变流器内 的直流接口相连，将交流接口铜排17与变流器内的交流接口相连；而当变流器内的直流接 口和交流接口是与上述相反的布置时，也即，直流接口位于图1所示IGBT功率单元10的右 侦牝而交流接口位于其左侧，此时，仅需将图1所示的IGBT功率单元10绕其正面法向旋转 180度，使得直流接口铜排1